青白江区境域原为四川省新都和金堂二县辖地。1956年，国家第一个五年计划重大项目之一的四川肥料厂（现川化集团有限责任公司〉被确定在金堂县建设，选址在新都县华严乡境（现属成都市青白江区主城区)。为适应工业建设需要，中国共产党四川省委员会(以下简称中共四川省委)、四川省人民委员会（以下简称省人委）决定设置四川省金堂工业区建设委员会。金堂工业区建设委员会于1956年6月筹建，10月18日正式成立。1957年，国家缩小基本建设规模，金堂工业区拟建的7个项目中，只保留四川肥料厂1个在建项目；7月10日，省人委发出撤销金堂工业区建设委员会的通知；12月，金堂工业区建设委员会正式宣布撤销，四川肥料厂的建设改由中国共产党成都市委员会(以下简称中共成都市委）领导，地方行政管理工作主要由金堂县负责。1958年，四川省小型氮肥示范厂(现玉龙化工有限责任公司)和成都钢铁厂（现攀钢集团成都钢钒有限公司)相继破土动工，职工和家属人数猛增，职工生活、市政管理等问题都急需解决。四川肥料厂现场党组多次向中共四川省委和中共成都市委汇报，提出建立地方政权组织的意见。1959年1月16日，中共成都市委就扩大成都市区的问题向中共四川省委提出建议，将新都、金堂等县部分乡镇划归成都市管辖﹔同年11月12日，中共四川省委批复同意。196o年1月25日，成都市青白江区筹备组在四川肥料厂招待所召集金堂县、新都县、四川肥料厂、成都钢铁厂负责人参加工作交接会，宣布成都市青白江区成立；2月18日，国务院批复，金堂县的华严乡、大同乡和新都县的弥牟乡划入成都市；7月18日，省人委批准成都市青白江区行政区划，辖弥牟、华严、大同3个公社。

1981年1月，根据四川省人民政府通知，金堂县城厢区辖的1个镇(城厢镇)、6个公社(祥福、绣水、玉虹、姚渡、日新、龙王)和太平区辖的5个公社(太平、福洪、合兴、人和、云贝>划归成都市青白江区；同年太平公社更名为清泉公社，设置大弯镇并恢复弥牟镇建制。1983年，大同公社更名为景峰公社﹔设置清泉镇。1984年改革人民公社管理体制，恢复乡(镇〉村建制﹐全区辖大弯镇、弥牟镇、城厢镇、清泉镇、景峰乡、华严乡、祥福乡、绣水乡、玉虹乡、姚渡乡、日新乡、龙王乡、福洪乡、合兴乡、人和乡、云贝乡共4个镇12个乡。1995年撤销景峰乡，设立大同镇。

1998年8月前，成都市青白江区人民政府所在地大弯镇为城区，后大弯镇和华严乡合并调整行政区划，分设大弯镇、华严镇，城区一分为二，大致以青江南、北路为界，大弯镇居东，华严镇居西。2004年，撤销日新镇，并入祥福镇；撤销合兴镇，并人龙王镇；撤销玉虹乡，并入城厢镇；撤销云顶乡，并入清泉镇；弥牟镇、大同镇、城厢镇、清泉镇、祥福镇增挂街道办事处牌子；撤销大弯镇、华严镇，设立大弯、红阳街道办事处﹔撤并后，全区辖大弯街道、红阳街道、弥牟镇、大同镇、城厢镇、清泉镇、祥福镇、姚渡镇、龙王镇、福洪乡、人和乡，主城区位于大弯和红阳街道境内，面积17.36平方千米。

2005年5月10日，经省政府批准，龙王镇新谊、双柏、黄果、园林、石桩、长林6个村和1个社区居民委员会并划归成都市新都区石板滩镇管辖。2008年10月21日，经市政府批准，姚渡镇、龙王镇、人和乡、福洪乡增挂街道办事处牌子。2017年7月，青白江区被正式纳入成都中心城区。2019年12月25日，青白江区乡镇区划调整，撤销红阳街道和祥福镇、大同镇、龙王镇、人和乡，设立大同街道，全区原11个乡镇(街道)调整为7个镇（街道)。